Die globale Erwärmung vor 56 Millionen Jahren, die die Ozeane versauerte und das Meeresleben auslöschte, hatte im Golf von Mexiko, wo das Leben durch die einzigartige Geologie des Beckens geschützt war, mildere Auswirkungen – so das Ergebnis einer Untersuchung des Instituts für Geophysik der Universität Texas (UTIG).
Die in der Fachzeitschrift Marine and Petroleum Geology veröffentlichten Ergebnisse werfen nicht nur Licht auf ein uraltes Massenaussterben, sondern könnten Wissenschaftlern auch dabei helfen, zu bestimmen, wie sich der gegenwärtige Klimawandel auf das Leben im Meer auswirkt, und bei der Suche nach Öl- und Gasvorkommen helfen.
Und obwohl der Golf von Mexiko heute ganz anders aussieht, sagte der UTIG-Geochemiker Bob Cunningham, der die Forschung leitete, dass sich aus den Auswirkungen der Vergangenheit auf den Golf wertvolle Lehren für den heutigen Klimawandel ziehen lassen.
“Dieses Ereignis, das als Paläozän-Eozän-Thermalmaximum (PETM) bekannt ist, ist sehr wichtig zu verstehen, weil es auf eine sehr starke, wenn auch kurze Injektion von Kohlenstoff in die Atmosphäre hinweist, die dem heutigen Geschehen ähnlich ist”, sagte er.
Cunningham und seine Mitarbeiter untersuchten eine Gruppe von Schlamm-, Sand- und Kalksteinablagerungen, die im gesamten Golf von Mexiko zu finden sind, um die frühere Periode der globalen Erwärmung und ihre Auswirkungen auf das Meeresleben und die Chemie zu untersuchen.
Sie durchsuchten Gesteinssplitter, die bei Öl- und Gasbohrungen anfallen, und fanden eine Fülle von Mikrofossilien von Radiolarien – einer Art von Plankton -, die überraschenderweise während der früheren globalen Erwärmung im Golf gediehen waren. Sie kamen zu dem Schluss, dass ein ständiger Nachschub an Flusssedimenten und zirkulierendem Ozeanwasser den Radiolarien und anderen Mikroorganismen das Überleben ermöglichte, selbst als das sich erwärmende Klima der Erde lebensfeindlicher wurde.
“An vielen Stellen war der Ozean absolut unbewohnbar”, so UTIG-Biostratigraphin Marcie Purkey Phillips. “Aber im Golf von Mexiko scheinen die Auswirkungen nicht so gravierend zu sein wie anderswo.”
Die Gründe dafür sind in den geologischen Kräften zu suchen, die Nordamerika zu dieser Zeit umgestalteten. Etwa 20 Millionen Jahre vor der damaligen globalen Erwärmung hatte die Hebung der Rocky Mountains die Flüsse in den nordwestlichen Golf von Mexiko umgeleitet – eine tektonische Verschiebung, die als Laramid-Hebung bekannt ist – und einen Großteil der Flüsse des Kontinents durch das heutige Texas und Louisiana in die tieferen Gewässer des Golfs geleitet.
Als die globale Erwärmung einsetzte und Nordamerika heißer und feuchter wurde, schleuderten die regenreichen Flüsse Nährstoffe und Sedimente in das Becken und lieferten reichlich Nährstoffe für das Phytoplankton und andere Nahrungsquellen für die Radiolarien.
Die Ergebnisse bestätigen auch, dass der Golf von Mexiko mit dem Atlantischen Ozean verbunden blieb und der Salzgehalt seines Wassers nie extreme Werte erreichte – eine Frage, die bis jetzt offen geblieben war. Laut Phillips bestätigt allein das Vorhandensein von Radiolarien – die nur in nährstoffreichem Wasser gedeihen, das nicht salziger ist als das heutige Meerwasser -, dass das Wasser des Golfs nicht zu salzig wurde. Cunningham fügte hinzu, dass der organische Gehalt der Sedimente mit zunehmender Entfernung von der Küste abnahm, was darauf hindeutet, dass tiefe, vom Atlantik angetriebene Strömungen den Boden des Beckens umspülten.
Die Forschungsergebnisse ermöglichen eine genaue Datierung eng miteinander verbundener geologischer Schichten in der Wilcox-Gruppe (eine Reihe von Gesteinsschichten, die ein wichtiges Erdölsystem beherbergen), was bei der Suche nach unentdeckten Öl- und Gasreserven in Formationen gleichen Alters hilfreich sein kann. Gleichzeitig sind die Ergebnisse wichtig für Forscher, die die Auswirkungen der heutigen globalen Erwärmung untersuchen, da sie zeigen, wie sich das Wasser und die Ökologie des Golfs während einer sehr ähnlichen Periode des Klimawandels vor langer Zeit verändert haben.
Für die Studie wurden geologische Proben aus 36 über den Golf von Mexiko verteilten Industriebohrungen sowie aus einer Handvoll wissenschaftlicher Bohrexpeditionen zusammengestellt, darunter die 2016 von der UT Austin geleitete Untersuchung des Asteroideneinschlags von Chicxulub, der zum Aussterben der nicht-avischen Dinosaurier führte.
Für John Snedden, Mitverfasser der Studie und leitender Wissenschaftler bei UTIG, ist die Studie ein perfektes Beispiel für die Nutzung von Industriedaten zur Beantwortung wichtiger wissenschaftlicher Fragen.
“Der Golf von Mexiko ist ein großartiges natürliches Archiv der geologischen Geschichte, das auch sehr gut überwacht wird”, sagte er. “Wir haben diese sehr robuste Datenbank genutzt, um eines der größten thermischen Ereignisse in der geologischen Geschichte zu untersuchen, und ich denke, dass wir dadurch einen sehr differenzierten Blick auf eine sehr wichtige Zeit in der Erdgeschichte erhalten haben.
Snedden ist auch Programmdirektor der UT Gulf Basin Depositional Synthesis, einem von der Industrie finanzierten Projekt zur Kartierung der geologischen Geschichte des gesamten Golfbeckens, einschließlich der aktuellen Forschung. UTIG ist eine Forschungseinheit der UT Jackson School of Geosciences.
Datum: Juni 1, 2022
Quelle: Universität von Texas in Austin
Journal Reference:
- Robert Cunningham, Marcie Purkey Phillips, John W. Snedden, Ian O. Norton, Christopher M. Lowery, Jon W. Virdell, Craig D. Barrie, Aaron Avery. Productivity and organic carbon trends through the Wilcox Group in the deep Gulf of Mexico: Evidence for ventilation during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum. Marine and Petroleum Geology, 2022; 140: 105634 DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2022.105634